JP2006502687A - 電圧サージ保護装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ＧＤＴ（ガス放電管）電圧制限装置（４）と直列に配置されたＭＯＶ（金属酸化物バリスター）電圧制限装置（３）を備えた過電圧保護回路に関し、抵抗器（５）が前記ＧＤＴ装置（４）と並列に配置され、該抵抗器の値は、ＧＤＴ装置（４）により保持された電圧がそのホールドオーバー電圧よりも小さくなるように設定されている。本発明の他の実施形態では、第２の抵抗器（６）がＭＯＶ装置（３）と並列に配置され、前記抵抗器（５）と共に抵抗による分割器を形成し、定常状態でＧＤＴ装置（４）に印加される電圧がＧＤＴのホールドオーバー電圧よりも小さくなるように構成されている。保護効果は、ＧＤＴ装置（４）のホールドオーバー電圧は定格必要値よりも小さく設定されねばならないという事実により改善されるので、本発明は通信システムに好適であり、好ましくは、電気的ネットワークを介した通信を含む適用分野に適している。
Description
本発明は、装置の電力端子間に印加された電圧が最大許容閾値を超える時に損傷を受けやすい装置を保護するための電圧サージ保護装置に関する。
装置の電力端子間に印加された電圧が最大許容閾値を超える時の電圧サージによる損傷を受けやすい装置を保護するように設計された種々の装置が市販されている。この観点において、最もよく使用されている装置はＧＤＴ装置であるとともに、半導体等を基礎とするＭＯＶでもある。ＭＯＶとＧＤＴ装置との組合せに基づくハイブリッドの保護装置の使用もまた公知である。
ＭＯＶ装置は高速で作用するので、ある適用分野では非常に望ましいが、無制限な数のサージを吸収できないといった不便がある、即ち、使用とともに劣化し、最後には使用できなくなる。ＭＯＶ装置が正しく機能する使用回数は、それが機能している各時間に吸収されるエネルギーによって決まる。また、機能不調の場合に短絡が発生することがあり、このような不都合に対する別の種類の保護を予め準備する必要があるといった不都合がある。また、これらのＭＯＶ装置は比較的大きな容量を有する。ＧＤＴ装置については、定格電圧が限界を超えるときに、装置内部に電気アークを発生することにより機能するスロー動作の装置であるということを述べねばならない。動作時には、それらの端子間のインピーダンスは急激に減少して短絡を発生する。それらは比較的小さい容量を有し、遠距離通信用に最適化されている。
これらの問題の解決策として、ＧＤＴ装置を保護対象の素子の端子間に直列に接続されたＭＯＶ装置と組合せて使用することが知られている。このような組合せは、結合容量がＧＤＴ装置の容量とほぼ等しく（数ｐＦ）、ＭＯＶと同様の保護機能があり、しかも保護動作中に配線上に短絡を発生することはない。しかし、これらの装置を組み合わせることは、１つの重大な不都合があるということを述べねばならない、即ち、効果的な保護を必要とするＧＤＴ装置は、通信線の動作電圧よりも大きなホールドオーバー電圧を有する必要があり、そのため非常に高い定格電圧を有するＧＤＴ装置を使用することが必要となる。
ＭＯＶ装置（大容量）とＧＤＴ装置（非常に小さい容量）間の容量差により、これら両装置により形成された電圧容量性分割器は、殆ど全ての電圧がＧＤＴ装置に印加されることになり、電圧サージが通信線で発生すると、ＧＤＴ装置はＭＯＶ装置をオン状態にし、過渡的なエネルギーを吸収する電圧を制限するが、電圧サージが終了して通信線の電圧がその定格値に戻ると、ＧＤＴ装置のホールドオーバー電圧が線上の最大電圧以下になる場合は、ＭＯＶの容量を瞬間的に開始および終了し、機能不調を引き起こし、チャンネル等におけるノイズとなり、これは遠距離通信分野において容認できないものである。
本発明は遠距離通信の分野に適用可能であり、好ましくは、電圧サージに対する保護が、半導体を基礎とし、ＧＤＴリミッター（ガス放電管）と直列に配置されたＭＯＶ（金属酸化物バリスター）装置によって行われる電気ネットワークにおける広帯域の技術分野に適用され、その目的は、これらの形体の装置が電圧サージに対する保護を行うときに起こる問題を解消することである。
上記不都合を解消するために、本発明は通信分野に適用の電圧サージに対する回路の保護技術を開発したものであり、従来の回路のようにＧＤＴリミッターと直列に配置されたＭＯＶ電圧リミッターを備えるが、新規な構成として、ＧＤＴリミッターと並列に抵抗器を配置し、その抵抗値は、ＧＤＴ電圧リミッター装置が保持する電圧がそれの必要とされるホールドオーバー電圧よりも低くなるような値であることを特徴とし、これにより前述の問題点を解消するものである。
本発明の他の実施形態では、ＧＤＴリミッターと並列に配置された抵抗器とともに、ＭＯＶリミッターと並列に配置された別の抵抗器が含まれ、これらの抵抗器は、定常状態においてＧＤＴ装置が受ける電圧を制限する抵抗分割器を形成し、定常状態においてＧＤＴ装置が受ける前記電圧が前記ＧＤＴ装置のホールドオーバー電圧より低くして、前述の課題を解消している。
添付の図面は本発明をより理解し易くするために、詳細な説明と請求の範囲の肝要部を形成する描写を提供するが、本発明の原理の例示に限定されるものではない。
以下、添付の図面を参照して、本発明の詳細について説明する。先に述べたように、本発明は、（任意の型の）素子２を保護するために、通信チャンネル１で発生された電圧サージに対する保護装置に関するものであり、そのためにＭＯＶ電圧リミッター装置３が前記素子２と並列に備えられ、ＧＤＴリミッター装置４と直列に配置されている。ここでの説明は、通信線において電圧サージに対する保護を行うために従来使用されている回路の１つの形態に対応するものである。
本発明の一実施形態による新規性は、ＧＤＴ装置４と並列に抵抗器５が接続され、通信で使用されている周波数に対するＭＯＶ装置３の容量を知り、ＧＤＴ装置４により保持された電圧がそれのホールドオーバー電圧よりも低くなるように、抵抗器５の抵抗値を算出することに基づくものであり、これにより本発明の背景技術の項で述べた課題を解決している。
本発明の第２の実施形態では、ＧＤＴ装置４と並列に配置された抵抗器５と同様に、ＭＯＶ装置３と並列に配置され抵抗器６を使用することが予見され、これにより抵抗器５と抵抗器６とが電圧分割器を形成し、ＧＤＴ装置４が定常状態で受ける電圧がＧＤＴ４のホールドオーバー電圧よりも低くなるように構成し、本発明の背景技術の項で述べた課題が本実施形態でも解消される。
以上、説明したように、本発明の保護装置は、ＧＤＴ（ガス放電管）電圧リミッター（４）と直列に配置されたＭＯＶ（金属酸化物バリスター）電圧リミッター（３）を備え、ＧＤＴ装置（４）と並列に抵抗器（５）が配置され、その抵抗値は、ＧＤＴ装置（４）により保持される電圧がそれのホールドオーバー電圧よりも低くなるような値であることを特徴とする。
本発明の他の実施形態では、抵抗器（６）がＭＯＶ装置（３）と並列に配置され、抵抗器（５）と共に抵抗分割器を形成し、ＧＤＴ装置（４）が定常状態で受ける電圧はＧＤＴのホールドオーバー電圧よりも低い構成である。
本発明は、ＧＤＴ装置（４）のホールドオーバー電圧が従来必要とした電圧よりも低くすることを要求することにより保護の効率を大きくできるので、通信システム用に推奨され、好ましくは、電気ネットワークにおける通信分野で推奨されている。
１ 通信チャンネル、 ２ 素子、 ３ ＭＯＶ装置、 ４ ＧＤＴ装置、 ５，６ 抵抗器
Claims (2)
- ＧＤＴ（ガス放電管）電圧リミッター（４）と直列に配置されたＭＯＶ（金属酸化物バリスター）電圧リミッター（３）より成る電圧サージ保護装置であって、ＧＤＴ電圧リミッター装置（４）と並列に抵抗器（５）を備え、その抵抗値は、ＧＤＴ電圧リミッター装置が保持する電圧がそれのオン状態を維持するのに必要なホールドオーバー電圧よりも低くなるように設定された値であることを特徴とする電圧サージ保護装置。
- ＭＯＶ電圧リミッター（３）と並列に配置された抵抗器（６）を備え、該抵抗器（６）は、前記ＧＤＴ電圧リミッター（４）と並列に配置された抵抗器（５）と共に抵抗分割器を形成し、ＧＤＴ装置（４）が定常状態で受ける電圧が、ＧＤＴ（４）のオン状態を維持するのに必要なホールドオーバー電圧よりも低くなることを特徴とする請求項１記載の電圧サージ保護装置。
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